Vôn kế cầu cân bằng

Vôn kế cầu cân bằng

Các voltmete cầu cân bằng là các thiết bị đo điện áp linh hoạt được sử dụng để đo chính xác cả điện áp DC và AC, làm cho chúng rất phổ biến. Chúng có sẵn ở cả hai phiên bản, loại ống chân không và loại bán dẫn, và được mô tả chi tiết dưới đây:

Triode cầu cân bằng VTVMSơ đồ mạch của một triode cầu cân bằng VTVM được thể hiện trên hình.

Thiết bị này sử dụng hai triode đồng nhất T1 và T2 và có thể đo cả điện áp DC và AC. Khi không có điện áp được áp dụng vào cổng của T1, cả hai triode có điện áp tấm bằng nhau và đồng hồ PMMC đọc zero. Khi áp dụng điện áp DC dương vào cổng của T1, dòng tấm của T1 tăng, gây ra sự giảm điện áp tấm của T1 và tăng điện áp tấm của T2. Đồng hồ PMMC đọc giá trị tỉ lệ với điện áp DC được áp dụng. Thiết bị này có thể mở rộng dải bằng cách sử dụng công tắc chọn dải và mạng chia điện áp, cũng như có thể đo điện áp AC sau khi được chỉnh mạch.

Đồng hồ VTVM cầu cân bằng có những ưu điểm sau so với một VTVM thông thường (tức là một VTVM sử dụng một ống đèn duy nhất):

1. Ảnh hưởng của sự biến động trong các đặc tính của ống đèn được giảm.
2. Sự dao động trong nguồn cấp điện có ảnh hưởng nhỏ hơn đối với mạch đo.
3. Có ít xu hướng cho chỉ số của đồng hồ không dễ chuyển động hơn trong quá trình vận hành của đồng hồ.

Cầu cân bằng TVMSơ đồ mạch của cầu cân bằng TVM được thể hiện trong hình.

Trong đồng hồ VTVM cầu cân bằng, sử dụng hai transistor tương đồng Q1 và Q2. Khi áp dụng điện áp đầu vào dương vào cổng của transistor Q1, tạo ra sự cân bằng trong hệ thống, làm tăng dòng điện qua cổng và giảm áp suất ở colector. Dòng điện đó tạo ra một dòng điện tỷ lệ với điện áp đầu vào được đo bởi đồng hồ kết nối với cổng của cả hai transistor. Điều này giúp giảm ảnh hưởng của biến động nhiệt độ và cải thiện độ chính xác.


Điện trở RE trong đồng hồ VTVM cầu cân bằng tạo ra phản hồi âm, giữ cho độ chính xác của đồng hồ được duy trì trên một phạm vi nhiệt độ rộng. Điều này giúp đối mặt với thay đổi nhiệt độ mà không làm ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị. Một ưu điểm khác của VTVM là ổn định trước sự biến động của nguồn điện, giữ cho cả hai transistor ổn định một cách đồng đều.

Tuy nhiên, đồng hồ VTVM cầu cân bằng cung cấp độ nhạy vào thấp hơn so với một số phương pháp khác. Sử dụng FET có thể giải quyết vấn đề này và mang lại độ nhạy vào cao. Mạch này sử dụng cấu trúc cầu cân bằng với hai transistor Q1 và Q2, khiến dòng điện chảy qua đồng hồ khi có điện áp ngoại vi, làm thay đổi sự cân bằng và hiển thị giá trị đo trực tiếp.